大腦記憶密碼如何被解開
說(shuō)閱讀是對(duì)知識(shí)“記”的存儲(chǔ)過程,而對(duì)知識(shí)的再現(xiàn)和運(yùn)用往往是“憶”的提取體現(xiàn)。關(guān)鍵不在于儲(chǔ)存,而在于提取、檢索。我們掌握快速法的關(guān)鍵就是 人們當(dāng)需要知識(shí)的時(shí)候,能有效地把記下的內(nèi)容,大量地、準(zhǔn)確地“憶”出來(lái)。下面小編為你整理大腦記憶密碼的發(fā)現(xiàn), 希望能幫到你。
大腦記憶密碼的解開
大腦記憶密碼”終于被解開,今天上午,在此項(xiàng)研究的所在地--華東師范大學(xué)腦功能基因組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,研究的主持者之一林龍年博士為記者詳細(xì)介紹了破譯“密碼”的全過程。
觀察腦活動(dòng)有了直觀“平臺(tái)”
林龍年博士說(shuō),人類大腦是一個(gè)由約140億個(gè)神經(jīng)元組成的繁復(fù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但過去我們只能間接地通過對(duì)人的行為的測(cè)試來(lái)觀測(cè)腦記憶的形成,即使像我們大家熟知的腦電圖、核磁共振等檢測(cè)儀器,也只能觀察到大腦活動(dòng)的一個(gè)“籠統(tǒng)”情況。
如今他們的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn),就如同為人們觀察大腦活動(dòng)搭建了一個(gè)直觀的“平臺(tái)”,即通過檢測(cè)大腦編碼單元的活動(dòng)狀態(tài)直接解讀大腦在學(xué)習(xí)過程中記憶的形成。
96根微電極插入小鼠“海馬”
林龍年問記者,你知道“海馬”嗎?這是一個(gè)與記憶密切相關(guān)的大腦結(jié)構(gòu),因其形似海馬而得名;它負(fù)責(zé)將人們新的經(jīng)歷轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)期的記憶。海馬受損的病人會(huì)日復(fù)一日津津有味地閱讀同一張報(bào)紙,還總覺得自己是在看新聞(這一研究的另一位主持者錢卓,于1999年率研究小組,正是通過調(diào)節(jié)小鼠的海馬和前腦中的NR2B基因,在普林斯頓大學(xué)制造了著名的“聰明鼠”,揭示了學(xué)習(xí)與記憶過程中的重要分子機(jī)制)。
那么,記憶在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層次上又是如何編碼的呢?換句話說(shuō),記憶在大腦中的物理形式是怎樣的呢?為了獲得這個(gè)對(duì)揭示大腦工作原理至關(guān)重要的答案,林龍年與錢卓一起,花了整整兩年,運(yùn)用最新的高密度多通道在體記錄技術(shù),以小鼠為對(duì)象進(jìn)行了一系列的研究。
小鼠海馬腦區(qū)只有半粒米大小,為了盡可能多地觀測(cè)到單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)情況,研究小組研制了世界上最輕巧的精細(xì)微電極推進(jìn)器,把96根比頭發(fā)還細(xì)得多的微電極插入小鼠的海馬區(qū)域,成功地記錄到了多達(dá)幾百個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)情況??傳統(tǒng)的方法在小鼠上只能記錄到幾個(gè)至二十幾個(gè)神經(jīng)元。
“這一步非常重要,”林龍年博士介紹說(shuō),“假如只能觀察到幾個(gè)神經(jīng)元,就談不上對(duì)神經(jīng)元群體的編碼進(jìn)行分析了。”
接下來(lái),研究人員設(shè)計(jì)了幾種新穎的行為模式來(lái)研究小鼠的神經(jīng)編碼,一種是在特定環(huán)境中給小鼠背部突然吹上一陣?yán)滹L(fēng),就像武俠小說(shuō)中描寫的在月黑風(fēng)高之夜,一陣突如其來(lái)的嗖嗖陰風(fēng)會(huì)使人頓感毛骨悚然一樣,小鼠對(duì)這樣的刺激會(huì)感到驚恐。
另一種有趣的模式是,把小鼠放在特制的小電梯中做自由落體下降,如同人們?cè)诔俗碾娞萃蝗皇Э貕嬄涞倪^程中所獲得的記憶會(huì)刻骨銘心一樣,小鼠對(duì)這種極其刺激的經(jīng)驗(yàn)也會(huì)印象深刻。“由于這些經(jīng)歷能夠產(chǎn)生令人難忘的記憶,我們猜想大腦中會(huì)有許多神經(jīng)元參與這些記憶的編碼,因此我們希望通過巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與新記錄技術(shù)的結(jié)合,來(lái)探索和破譯大腦編碼的奧秘。”
其后的實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn),小鼠的海馬區(qū)對(duì)這種驚嚇刺激果然有著各種各樣的放電反應(yīng),根據(jù)它們的反應(yīng)特征,研究人員發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)元組成了記憶編碼的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元。
更有意義的是,這些編碼單元通過它們的激活狀態(tài)可以把任何一種驚嚇經(jīng)歷轉(zhuǎn)化成一串二進(jìn)制數(shù)字,這種數(shù)字化的編碼形式使得科學(xué)家們能夠?qū)Σ煌膫€(gè)體乃至不同種群動(dòng)物的大腦編碼活動(dòng)進(jìn)行直接的比較和分析。在觀察到了這一有趣的編碼方式后,錢卓教授曾感慨地說(shuō):“大腦記憶系統(tǒng)這種精美的操作設(shè)計(jì)真令人嘆服!”
人類的記憶到底在哪里?它在大腦的哪個(gè)層面存在?它是如何獲得、鞏固并被回憶的?昨天,41歲的林龍年博士站在華東師大上海腦功能基因組學(xué)研究所里宣布,他和美國(guó)波士頓大學(xué)的錢卓教授在世界上首次發(fā)現(xiàn)了大腦記憶的編碼單元,這被認(rèn)為是為解讀人類大腦密碼提供了可能性。
記憶分類:
1.形象記憶
以感知過的事物形象為內(nèi)容的記憶叫形象記憶。這些具體形象可以是視覺的,也可以是聽覺的、嗅覺的、觸覺的或味覺的形象,如人們對(duì)看過的一幅畫,聽過的一首樂曲的記憶就是形象記憶。這類記憶的顯著特點(diǎn)是保存事物的感性特征,具有典型的直觀性 。
2.情緒記憶
是以過去體驗(yàn)過的情緒或情感為內(nèi)容的記憶 。如學(xué)生對(duì)接到大學(xué)錄取通知書時(shí)的愉快心情的記憶等。人們?cè)谡J(rèn)識(shí)事物或與人交往的過程中,總會(huì)帶有一定的情緒色彩或情感內(nèi)容,這些情緒或情感也作為記憶的內(nèi)容而被存貯進(jìn)大腦,成為人的心理內(nèi)容的一部分。情緒記憶往往是一次形成而經(jīng)久不忘的,對(duì)人的行為具有較大的影響作用。如教師對(duì)某個(gè)學(xué)生的第一印象會(huì)在很大程度上影響對(duì)該生的態(tài)度、行為,就是因?yàn)檫@一印象是與情緒相連的 。情緒記憶的映象有時(shí)比其他形式的記憶映象更持久,即使人們對(duì)引起某種情緒體驗(yàn)的事實(shí)早已忘記,但情緒體驗(yàn)仍然保持著。
3.邏輯記憶
是以思想、概念或命題等形式為內(nèi)容的記憶。如對(duì)數(shù)學(xué)定理、公式、哲學(xué)命題等內(nèi)容的記憶。這類記憶是以抽象邏輯思維為基礎(chǔ)的,具有概括性、理解性和邏輯性等特點(diǎn) 。
4.動(dòng)作記憶(運(yùn)動(dòng)記憶)
是以人們過去的操作性行為為內(nèi)容的記憶。凡是人們頭腦里所保持的做過的動(dòng)作及動(dòng)作模式,都屬于動(dòng)作記憶。如上體育課時(shí)的體操動(dòng)作、武術(shù)套路,上實(shí)驗(yàn)課時(shí)的操作過程等都會(huì)在頭腦中留下一定的痕跡。這類記憶對(duì)于人們動(dòng)作的連貫性、精確性等具有重要意義,是動(dòng)作技能形成的基礎(chǔ) 。
以上四種記憶形式既有區(qū)別,又緊密聯(lián)系在一起。如動(dòng)作記憶中具有鮮明的形象性。邏輯記憶如果沒有情緒記憶,其內(nèi)容是很難長(zhǎng)久保持的。 1.瞬時(shí)記憶
瞬時(shí)記憶又叫感覺記憶,這種記憶是指作用于人們的剌激停止后,剌激信息在感覺通道內(nèi)的短暫保留。信息的保存時(shí)間很短,一般在0、25~2秒之間。瞬時(shí)記憶的內(nèi)容只有經(jīng)過注意才能被意識(shí)到,進(jìn)入短時(shí)記憶 。
2.短時(shí)記憶
短時(shí)記憶是保持時(shí)間大約在1分鐘之內(nèi)的記憶。據(jù)L·R·彼得遜和M·J·彼得遜的實(shí)驗(yàn)研究,在沒有復(fù)述的情況下,18秒后回憶的正確率就下降到10%左右。如不經(jīng)復(fù)述大約在1分鐘之內(nèi)就會(huì)衰退或消失。有人認(rèn)為,短時(shí)記憶也是工作記憶,是一種為當(dāng)前動(dòng)作而服務(wù)的記憶,即人在工作狀態(tài)下所需記憶內(nèi)容的短暫提取與保留 。
短時(shí)記憶有三個(gè)特點(diǎn): 記憶容量有限,據(jù)米勒的研究為7±2個(gè)組塊。“組塊”就是記憶單位,組塊的大小因人的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)等的不同而有所不同。組塊可以是一個(gè)字、一個(gè)詞、一個(gè)數(shù)字,也可以是一個(gè)短語(yǔ)、句子、字表等。 短時(shí)記憶以聽覺編碼為主,兼有視覺編碼。 短時(shí)記憶的內(nèi)容一般要經(jīng)過復(fù)述才能進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶。 3.長(zhǎng)時(shí)記憶
長(zhǎng)時(shí)記憶指信息經(jīng)過充分的和有一定深度的加工后,在頭腦中長(zhǎng)時(shí)間保留下來(lái)的記憶。從時(shí)間上看,凡是在頭腦中保留時(shí)間超過1分鐘的記憶都是長(zhǎng)時(shí)記憶。長(zhǎng)時(shí)記憶的容量很大,所存貯的信息也都經(jīng)過意義編碼。我們平時(shí)常說(shuō)的記憶好壞,主要是指長(zhǎng)時(shí)記憶 。
瞬時(shí)記憶系統(tǒng)、短時(shí)記憶系統(tǒng)和長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)雖各有自己的對(duì)信息加工的特點(diǎn),但從時(shí)間銜接看是連續(xù)的,關(guān)系也是很密切的 。